Naotexnologiyaga kirish

 1-bob. NANOTEXNOLOGIYALARDA KVANTLI 

EFFEKTLAR 

 

 

Nanomateriallarning    e’tiborli,  noyob  xossalari      100  nm.dan  kichik 

o’lchamlardan  boshlab  kvantli  effektlar  ahamiyatli  bo’lib  qoladigan,  kvantli 

mexanika  qonunlariga  bo’ysinadigan    faktorlar  bilan    aniqlanadi. 

Kvantli  

mexanika

ning    tug’ilgan  kuni  qilib  14  dekabr  1900  yil  hisoblanadi.  Shu  kuni 

Maks  Plank  Nemis  fiziklari  jamiyatining    majlisida      yorug’lik  energiyasi 

kvantlanib (kvant lotincha  quant – qancha     so’zidan olingan) nurlanadi degan 

taxminini  aytdi.  Bu  taxmin  –  gipotezaga    ko’ra    bitta    kvantning      energiyasi  

chastotaga proportsional  bo’lishi  kerak: 

E=hν=ħω                                                    (1.1) 

bu  erda h = 6,62·10

-34

  J·s – Plank doimiysi;  ħ = h/2π  va  ω = 2πν. Yorug’lik 

oqimining energiyasi  mos holda : 

E

n

 = nhν                                                        (1.2) 

ga teng  bo’ladi, bu erda  n = 1, 2, 3. . . – butun  sonlar  yoki  kvantlar  miqdori. 

   

“Kvant”  so’zi    kvant  mexanikaga  nom  berdi.    Energiyaning  

kvantlanishi  deyilganda,  biror-  bir  ruxsat  etilgan  qiymatlarning    to’plamidan  

energiya  faqat    diskret  qiymatlarnigina  qabul  qila  olishlik  fakti    tushuniladi.  Bu 

fakt atom  va  molekulalarni,  hamda  kvant  nuqtalarni  qaralayotganda  dolzarb, 

ahamiyatli    bo’lib  qoladi.  Kvant  nuqtalarning    energiyasi,  atomlarniki  kabi, 

diskret  qiymatlarni  qabul  qiladi,  shuning    uchun    kvant    nuqtalarni    sun’iy 

atomlar deb ham aytiladi.  

   

1927  yili    fizikada  kvantli  inqilob  yuz    berdi  –  elektronning  to’lqin  

xossalari tajribalarda  namoyon  bo’di. Ikki tadqiqotchi K. D. Devisson  va  Jorj 

Tomsonlar  bir-biridan  mustaqil    holda    elektronlarning    nikel    monokristalidagi 

difraktsiya    hodisasini    kuzatdilar.  Zarrachalarning    to’lqin  tabiatlari    haqidagi 

gipotezani  1924  yilda  frantsuz    olimi  Lui  de    Broyl  oldinga    surgan,    va  u  uch 

yildayoq    tasdiqlandi.  Uning    faraziga    ko’ra  m  massali    va  υ  tezlikdagi 

zarrachaning    erkin  harakatini    monoxromatik  to’lqin    sifatida    tasavvur    etish 

mumkin. Bu monoxromatik to’lqinni  de Broyl to’lqini  deb ham  aytiladi. Uning  

uzunligi    

λ = 

  ,     

 

                                            (1.3)                                                            

 tarqalish yo’nalishi esa  zarracha harakati yonalishi bo’yicha bo’ladi (1.1-rasm). 

  Massasi  0,20 kg,  tezligi  15 m/s bo’lgan  to’pning  to’lqinini  uzunligi  2,2·10

-

34

  m.  Bunday  kichik  kattalikni  aniqlaydigan    asbob    dunyoda  yo’q,  shuning 

uchun,    bizga  to’pning    to’lqin    xossalari    ko’rinmaydi.        Aksincha,  100  V  

potentsiallar farqida  tezlashtirilgan elektronning  to’lqinini uzunligi  1,2·10

-10

 m, 

---

11 

 

yoki    0,12  nm,  bu  esa,  nikell    kristalidagi  atomlararo    masofaga    rosa    mos  

keladi. 

   

(1.3)  formuladan    ko’rinadiki,  elekronning    energiyasini    o’zgartirib, 

uning  to’lqinini  uzunligini  o’zgartirish  mumkin.  Bu fakt  zamonaviy elektronli  

mikroskoplarda  muvoffaqiyat    bilan  foydalanilmoqda,    bunda,  elektronlarning  

energiyasini  boshqarib,  uning  to’lqinini  uzunligini o’zgartiriladi, va shu orqali  

mikroskopning  ajratish qobiliyatini ham boshqariladi.